巷道内传质对通风阻力的影响

通风阻力的计算与测定是保障煤矿安全生产必须进行的日常工作。通常认为巷道内造成风流能量损失的途径主要是沿程摩擦损失、局部阻力损失、热阻力。传热导致流体物性参数会发生大变化,产生热阻力。巷道内不断有水蒸气和瓦斯等气体掺混进入主流空气中,形成复杂的对流传质现象,同样也会影响物性参数,从而产生附加通风阻力。这是一种被人们忽视的能量损失。本文对这种能量损失形式进行了探讨,提出了传质附加阻力概念,并运用CFD模拟技术研究了不同传热、不同散湿强度下通风阻力的变化规律。结果表明:当巷道风流速度低于0.5m/s时,传质使巷道阻力增加15%以上;当风速增大到2m/s以后,传质对巷道阻力的影响减弱,使巷道阻力约增大5%左右;当传质与传热同时存在时,传质会削弱热阻力,其综合效果不是简单的代数相加,传热与传质对阻力的影响是同一数量级。文中给出了传质附加阻力拟合计算式,可用于实际巷道通风设计和日常矿井通风能力核定。     

铁路空调硬卧车内气流分布的数值模拟

建立了铁路空调硬卧车内CFD仿真模型,对车厢内流场、温度场和热舒适性评价指标进行了分析。采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,应用控制容积法和交错网格进行离散。计算了空调硬卧车内三维空气流场和温度场,并与实验结果进行了对照,两者吻合较好。在此基础上分析了车厢内人体热舒适性,结果表明车厢中部和端部铺位PMV分布不同,端部人体热舒适感较好,中部较差;而且同一计算断面不同铺位的人体热舒适感差异较大:上铺有较大区域PMV<-1.0,人体感觉较凉;中铺大部分区域-0.51.0,人体感觉偏暖。     

焊接残余应力对非线性矩形薄板奇点影响的讨论

根据板壳理论建立了具有焊接残余应力矩形簿板的非线性动力学方程;利用Galerkin原理,首次获得了具有焊接残余应力矩形簿板的非线性运动方程。在该非线性运动方程的基础上,研究了焊接残余应力对矩形簿板稳定中心点具有稳定解的邻域范围的影响;讨论了焊接残余应力对矩形簿板稳定中心点具有稳定解的邻域范围所对应的积分常数临界值的影响。研究结果表明:随焊接残余应力的增加,非线性矩形薄板相平面图中稳定中心点具有稳定解的邻域范围增大,非线性矩形薄板运动范围增大。     

空气隔热夹层围岩温度场数值计算及试验分析

随着矿产资源的开采深度日益增加,矿井高温热害问题日益突出,研究新的隔热技术、隔热工艺已经成为控制围岩传热的重要研究方向。鉴于空气夹层结构在建筑围护结构和寒区隧道中的保温隔热作用,提出应用封闭空气夹层控制巷道围岩散热量的方法。采用ANSYS Fluent软件求解了含空气夹层的围岩温度场分布。通过相似理论设计了含空气夹层的巷道围岩温度场测试试验台,并应用试验结果对数值计算结果进行了验证,两者具有很好的吻合性,证明了ANSYS Fluent模拟结果的正确性。应用计算模拟结果和试验结果分析了围岩内温度场非稳态传热过程中的变化规律,发现因空气夹层内自然对流现象的存在,顶部、中部和底部围岩温度场发展并不一致,但其调温圈无因次半径均小于无隔热巷道。并通过实例计算研究,发现空气层厚度对围岩散热量影响较小,空气夹层厚度从2 cm增加到20 cm时,围岩单位长度散热量仅下降5%;围岩导热系数对空气夹层隔热率有着显著的影响,导热系数为0.59 W/(m·K)比围岩导热系数6.18 W/(m·K)时夹层隔热率衰减速率快。封闭空气夹层隔热结构适用于新掘进巷道或高温隧道的临时性隔热或围岩导热系数高的固定或半固定作...